Այս հազվագյուտ հողային նյութը մեծ ներուժ ունի:

Հազվագյուտ հողային նանոնյութեր

Հազվագյուտ հողային նանոնյութեր Հազվագյուտ հողային տարրերն ունեն եզակի 4f ենթաշերտ էլեկտրոնային կառուցվածք, մեծ ատոմային մագնիսական պահ, ուժեղ պտտվող ուղեծրի միացում և այլ բնութագրեր, ինչը հանգեցնում է շատ հարուստ օպտիկական, էլեկտրական, մագնիսական և այլ հատկությունների: Դրանք անփոխարինելի ռազմավարական նյութեր են աշխարհի երկրների համար՝ ավանդական արդյունաբերությունը վերափոխելու և բարձր տեխնոլոգիաները զարգացնելու համար և հայտնի են որպես «նոր նյութերի գանձատուն»։

Ի լրումն ավանդական ոլորտներում, ինչպիսիք են մետալուրգիական մեքենաները, նավթաքիմիական, ապակե կերամիկա և թեթև տեքստիլ, կիրառությունները,հազվագյուտ հողերնաև հիմնական օժանդակ նյութեր են զարգացող ոլորտներում, ինչպիսիք են մաքուր էներգիան, խոշոր տրանսպորտային միջոցները, նոր էներգիայի մեքենաները, կիսահաղորդչային լուսավորությունը և նոր էկրանները, որոնք սերտորեն կապված են մարդկային կյանքի հետ:

Տասնամյակների զարգացումից հետո հազվագյուտ հողերի հետ կապված հետազոտությունների կիզակետը համապատասխանաբար տեղափոխվել է միայնակ բարձր մաքրության հազվագյուտ հողերի ձուլումից և առանձնացումից դեպի հազվագյուտ հողերի բարձր տեխնոլոգիական կիրառություններ մագնիսականության, օպտիկայի, էլեկտրաէներգիայի, էներգիայի պահպանման, կատալիզի, կենսաբժշկության մեջ, և այլ ոլորտներ։ Մի կողմից, նյութական համակարգում կա հազվագյուտ հողային կոմպոզիտային նյութերի նկատմամբ ավելի մեծ միտում. Մյուս կողմից, այն մորֆոլոգիայի առումով ավելի շատ կենտրոնացած է ցածր ծավալային ֆունկցիոնալ բյուրեղային նյութերի վրա: Հատկապես ժամանակակից նանոգիտության զարգացման հետ մեկտեղ, որը համատեղում է փոքր չափի էֆեկտները, քվանտային էֆեկտները, մակերևութային էֆեկտները և նանոնյութերի միջերեսային էֆեկտները հազվագյուտ հողային տարրերի էլեկտրոնային շերտի կառուցվածքի առանձնահատկությունների հետ, հազվագյուտ հողային նանոնյութերը ցուցադրում են ավանդական նյութերից տարբերվող բազմաթիվ նոր հատկություններ՝ առավելագույնի հասցնելով: Հազվագյուտ հողային նյութերի գերազանց կատարումը և հետագայում ընդլայնել դրա կիրառումը ավանդական նյութերի և նոր բարձր տեխնոլոգիաների արտադրության ոլորտներում:

Ներկայումս կան հիմնականում հետևյալ շատ հեռանկարային հազվագյուտ հողային նանոնյութերը, մասնավորապես՝ հազվագյուտ հողային նանոլյումինեսցենտ նյութեր, հազվագյուտ հողային նանո կատալիտիկ նյութեր, հազվագյուտ հողային նանոմագնիսական նյութեր,նանո ցերիումի օքսիդուլտրամանուշակագույն պաշտպանիչ նյութեր և այլ նանո ֆունկցիոնալ նյութեր:

Թիվ 1Հազվագյուտ հողային նանոլյումինեսցենտ նյութեր

01. Հազվագյուտ հողային օրգանական-անօրգանական հիբրիդային լյումինեսցենտ նանոնյութեր

Կոմպոզիտային նյութերը միավորում են տարբեր ֆունկցիոնալ միավորներ մոլեկուլային մակարդակում՝ հասնելու փոխլրացնող և օպտիմիզացված գործառույթների: Օրգանական անօրգանական հիբրիդային նյութը ունի օրգանական և անօրգանական բաղադրիչների գործառույթներ՝ ցույց տալով լավ մեխանիկական կայունություն, ճկունություն, ջերմային կայունություն և գերազանց մշակելիություն:

 Հազվագյուտ երկիրՀամալիրներն ունեն բազմաթիվ առավելություններ, ինչպիսիք են գունային բարձր մաքրությունը, գրգռված վիճակի երկար կյանքը, բարձր քվանտային ելքը և արտանետումների սպեկտրի հարուստ գծերը: Նրանք լայնորեն օգտագործվում են բազմաթիվ ոլորտներում, ինչպիսիք են ցուցադրումը, օպտիկական ալիքատարների ուժեղացումը, պինդ վիճակի լազերները, բիոմարկերը և կեղծման դեմ պայքարը: Այնուամենայնիվ, հազվագյուտ հողային համալիրների ցածր ֆոտոջերմային կայունությունը և վատ մշակելիությունը լրջորեն խոչընդոտում են դրանց կիրառմանը և առաջմղմանը: Հազվագյուտ հողային համալիրների համադրումը լավ մեխանիկական հատկություններով և կայունությամբ անօրգանական մատրիցների հետ արդյունավետ միջոց է հազվագյուտ հողային համալիրների լյումինեսցենտային հատկությունները բարելավելու համար:

Հազվագյուտ հողային օրգանական անօրգանական հիբրիդային նյութի մշակումից ի վեր, դրանց զարգացման միտումները ցույց են տալիս հետևյալ բնութագրերը.

① Քիմիական դոպինգի մեթոդով ստացված հիբրիդային նյութն ունի կայուն ակտիվ բաղադրիչներ, դոպինգի բարձր քանակություն և բաղադրիչների միասնական բաշխում.

② Մեկ ֆունկցիոնալ նյութերից վերածվելով բազմաֆունկցիոնալ նյութերի, մշակելով բազմաֆունկցիոնալ նյութեր՝ դրանց կիրառությունն ավելի ընդարձակ դարձնելու համար.

③ Մատրիցը բազմազան է՝ հիմնականում սիլիցիումից մինչև տարբեր ենթաշերտեր, ինչպիսիք են տիտանի երկօքսիդը, օրգանական պոլիմերները, կավերը և իոնային հեղուկները:

02. Սպիտակ LED հազվագյուտ հողային լյումինեսցենտ նյութ

Լուսավորման առկա տեխնոլոգիաների համեմատ՝ կիսահաղորդչային լուսավորության արտադրանքները, ինչպիսիք են լուսարձակող դիոդները (LED) ունեն առավելություններ, ինչպիսիք են երկար սպասարկման ժամկետը, էներգիայի ցածր սպառումը, լուսավորության բարձր արդյունավետությունը, առանց սնդիկի, առանց ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և կայուն շահագործում: Նրանք համարվում են «չորրորդ սերնդի լույսի աղբյուրը» շիկացած լամպերից, լյումինեսցենտային լամպերից և բարձր հզորության գազի արտանետման լամպերից հետո (HID):

Սպիտակ LED-ը բաղկացած է չիպսերից, ենթաշերտերից, ֆոսֆորներից և դրայվերներից: Հազվագյուտ հողի լյումինեսցենտ փոշին վճռորոշ դեր է խաղում սպիտակ LED-ի կատարման մեջ: Վերջին տարիներին մեծ քանակությամբ հետազոտական ​​աշխատանք է իրականացվել սպիտակ LED ֆոսֆորների վրա և գրանցվել է գերազանց առաջընթաց.

① Կապույտ LED-ով գրգռված նոր տեսակի ֆոսֆորի մշակմամբ (460 մ) իրականացվել է դոպինգի և մոդիֆիկացիայի հետազոտություն YAO2Ce-ի վրա (YAG: Ce), որն օգտագործվում է կապույտ LED չիպերում լույսի արդյունավետությունը և գույների արտացոլումը բարելավելու համար;

② Ուլտրամանուշակագույն լույսով (400 մ) կամ ուլտրամանուշակագույն լույսով (360 մմ) գրգռված նոր լյումինեսցենտ փոշիների մշակումը համակարգված կերպով ուսումնասիրել է կարմիր և կանաչ կապույտ լյումինեսցենտ փոշիների կազմը, կառուցվածքը և սպեկտրալ բնութագրերը, ինչպես նաև երեք լյումինեսցենտ փոշիների տարբեր հարաբերակցությունները: ստանալ սպիտակ LED տարբեր գունային ջերմաստիճաններով;

③ Հետագա աշխատանք է իրականացվել լյումինեսցենտային փոշու պատրաստման գործընթացի հիմնական գիտական ​​հարցերի շուրջ, ինչպիսիք են պատրաստման գործընթացի ազդեցությունը հոսքի վրա, ապահովելու լյումինեսցենտային փոշու որակը և կայունությունը:

Բացի այդ, սպիտակ լույսի LED- ը հիմնականում ընդունում է լյումինեսցենտային փոշու և սիլիկոնի խառը փաթեթավորման գործընթացը: Լյումինեսցենտային փոշու վատ ջերմահաղորդականության պատճառով սարքը երկարատև աշխատանքային ժամանակի պատճառով կտաքանա՝ հանգեցնելով սիլիկոնային ծերացման և սարքի ծառայության ժամկետի կրճատմանը: Այս խնդիրը հատկապես լուրջ է բարձր հզորության սպիտակ լույսի LED-ների դեպքում: Հեռավոր փաթեթավորումն այս խնդիրը լուծելու եղանակներից մեկն է՝ լյումինեսցենտային փոշի կցելով ենթաշերտին և այն առանձնացնելով կապույտ LED լույսի աղբյուրից՝ դրանով իսկ նվազեցնելով չիպի կողմից առաջացած ջերմության ազդեցությունը լյումինեսցենտային փոշու լյումինեսցենտային աշխատանքի վրա: Եթե ​​հազվագյուտ հողային լյումինեսցենտային կերամիկաներն ունեն բարձր ջերմային հաղորդունակության, բարձր կոռոզիոն դիմադրության, բարձր կայունության և օպտիկական ելքի գերազանց կատարողականության բնութագրեր, նրանք կարող են ավելի լավ բավարարել բարձր էներգիայի սպիտակ LED-ի կիրառման պահանջները բարձր էներգիայի խտությամբ: Բարձր սինթրման ակտիվությամբ և բարձր ցրվածությամբ միկրո նանո փոշիները կարևոր նախադրյալ են դարձել բարձր թափանցիկությամբ հազվագյուտ հողային օպտիկական ֆունկցիոնալ կերամիկայի պատրաստման համար՝ օպտիկական բարձր արդյունավետությամբ:

 03. Հազվագյուտ հողի վերափոխման լյումինեսցենտ նանոնյութեր

 Upconversion luminescence-ը լյումինեսցենտային գործընթացի հատուկ տեսակ է, որը բնութագրվում է լյումինեսցենտ նյութերի կողմից ցածր էներգիայի բազմաթիվ ֆոտոնների կլանմամբ և բարձր էներգիայի ֆոտոնների արտանետմամբ: Համեմատած ավանդական օրգանական ներկերի մոլեկուլների կամ քվանտային կետերի հետ, հազվագյուտ հողի վերափոխման լյումինեսցենտ նանոնյութերն ունեն բազմաթիվ առավելություններ, ինչպիսիք են մեծ հակա Stokes տեղաշարժը, արտանետումների նեղ գոտին, լավ կայունությունը, ցածր թունավորությունը, հյուսվածքների ներթափանցման բարձր խորությունը և ցածր ինքնաբուխ ֆլուորեսցենտային միջամտությունը: Դրանք կիրառման լայն հեռանկարներ ունեն կենսաբժշկական ոլորտում:

Վերջին տարիներին հազվագյուտ երկրագնդի վերափոխման լյումինեսցենտ նանոնյութերը զգալի առաջընթաց են գրանցել սինթեզի, մակերեսի ձևափոխման, մակերեսի ֆունկցիոնալացման և կենսաբժշկական կիրառությունների մեջ: Մարդիկ բարելավում են նյութերի լյումինեսցենտային աշխատանքը՝ օպտիմալացնելով դրանց բաղադրությունը, փուլային վիճակը, չափը և այլն նանոմաշտաբով և միավորելով միջուկը/պատյան կառուցվածքը՝ նվազեցնելու լյումինեսցենցիայի մարման կենտրոնը, որպեսզի մեծացվի անցման հավանականությունը: Քիմիական մոդիֆիկացիաների միջոցով հաստատել լավ կենսահամատեղելիությամբ տեխնոլոգիաներ՝ թունավորությունը նվազեցնելու համար և մշակել պատկերային մեթոդներ վերափոխման լյումինեսցենտ կենդանի բջիջների համար և in vivo; Մշակել արդյունավետ և անվտանգ կենսաբանական զուգակցման մեթոդներ՝ հիմնված տարբեր կիրառությունների կարիքների վրա (իմունային հայտնաբերման բջիջներ, in vivo ֆլուորեսցենտային պատկերացում, ֆոտոդինամիկ թերապիա, ֆոտոջերմային թերապիա, ֆոտոկառավարվող ազատման դեղամիջոցներ և այլն):

Այս ուսումնասիրությունն ունի կիրառման հսկայական ներուժ և տնտեսական օգուտներ և ունի կարևոր գիտական ​​նշանակություն նանոբժշկության զարգացման, մարդու առողջության խթանման և սոցիալական առաջընթացի համար:

No.2 Հազվագյուտ հողային նանոմագնիսական նյութեր

 
Հազվագյուտ հողի մշտական ​​մագնիսների նյութերն անցել են զարգացման երեք փուլ՝ SmCo5, Sm2Co7 և Nd2Fe14B: Որպես արագ մարվող NdFeB մագնիսական փոշի՝ կապված մշտական ​​մագնիսով նյութերի համար, հատիկի չափը տատանվում է 20 նմ-ից մինչև 50 նմ՝ դարձնելով այն տիպիկ նանոբյուրեղային հազվագյուտ հողի մշտական ​​մագնիս:

Հազվագյուտ հողային նանոմագնիսական նյութերն ունեն փոքր չափի, մեկ տիրույթի կառուցվածքի և բարձր հարկադրանքի բնութագրեր: Մագնիսական ձայնագրող նյութերի օգտագործումը կարող է բարելավել ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցությունը և պատկերի որակը: Իր փոքր չափերի և բարձր հուսալիության շնորհիվ դրա օգտագործումը միկրոշարժիչային համակարգերում կարևոր ուղղություն է նոր սերնդի ավիացիոն, օդատիեզերական և ծովային շարժիչների զարգացման համար: Մագնիսական հիշողության, մագնիսական հեղուկի, հսկա Magneto Resistance նյութերի համար կատարողականությունը կարող է զգալիորեն բարելավվել՝ սարքերը դարձնելով բարձր արդյունավետություն և մանրանկարչություն:

Թիվ 3Հազվագյուտ հողային նանոկատալիտիկ նյութեր

Հազվագյուտ հողային կատալիտիկ նյութերը ներառում են գրեթե բոլոր կատալիտիկ ռեակցիաները: Մակերեւութային էֆեկտների, ծավալային էֆեկտների և քվանտային չափերի էֆեկտների շնորհիվ հազվագյուտ հողերի նանոտեխնոլոգիան ավելի ու ավելի է գրավում ուշադրությունը: Շատ քիմիական ռեակցիաներում օգտագործվում են հազվագյուտ հողային կատալիզատորներ: Եթե ​​օգտագործվեն հազվագյուտ հողային նանոկատալիզատորներ, կատալիտիկ ակտիվությունը և արդյունավետությունը զգալիորեն կբարելավվեն:

Հազվագյուտ հողային նանոկատալիզատորները սովորաբար օգտագործվում են նավթի կատալիտիկ ճեղքման և ավտոմոբիլային արտանետումների մաքրման համար: Առավել հաճախ օգտագործվող հազվագյուտ հողային նանոկատալիտիկ նյութերն ենCeO2ևLa2O3, որոնք կարող են օգտագործվել որպես կատալիզատորներ և խթանիչներ, ինչպես նաև կատալիզատորներ։

Թիվ 4Նանո ցերիումի օքսիդուլտրամանուշակագույն պաշտպանիչ նյութ

Նանո ցերիումի օքսիդը հայտնի է որպես երրորդ սերնդի ուլտրամանուշակագույն մեկուսիչ նյութ՝ լավ մեկուսացման ազդեցությամբ և բարձր հաղորդունակությամբ: Կոսմետիկայի մեջ ցածր կատալիտիկ ակտիվությամբ նանո ցերիան պետք է օգտագործվի որպես ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մեկուսիչ նյութ: Հետևաբար, նանո ցերիումի օքսիդի ուլտրամանուշակագույն պաշտպանիչ նյութերի շուկայական ուշադրությունն ու ճանաչումը բարձր են: Ինտեգրալ սխեմաների ինտեգրման շարունակական բարելավումը պահանջում է նոր նյութեր ինտեգրալ շղթայի չիպերի արտադրության գործընթացների համար: Նոր նյութերն ավելի բարձր պահանջներ ունեն փայլեցնող հեղուկների համար, և կիսահաղորդչային հազվագյուտ հողային փայլեցնող հեղուկները պետք է բավարարեն այս պահանջը՝ փայլեցման ավելի արագ արագությամբ և փայլեցման ավելի քիչ ծավալով: Նանո հազվագյուտ հող փայլեցնող նյութերը լայն շուկա ունեն:

Ավտոմեքենաների սեփականության զգալի աճը լուրջ օդի աղտոտվածություն է առաջացրել, և ավտոմեքենաների արտանետումների մաքրման կատալիզատորների տեղադրումը ամենաարդյունավետ միջոցն է արտանետումների աղտոտումը վերահսկելու համար: Նանո ցերիումի ցիրկոնիումի կոմպոզիտային օքսիդները կարևոր դեր են խաղում պոչի գազի մաքրման որակի բարելավման գործում:

No.5 Այլ նանո ֆունկցիոնալ նյութեր

01. Հազվագյուտ հողային նանոկերամիկական նյութեր

Նանո կերամիկական փոշին կարող է զգալիորեն նվազեցնել սինթերման ջերմաստիճանը, որը 200 ℃~300 ℃ ցածր է, քան նույն բաղադրությամբ ոչ նանո կերամիկական փոշին: Կերամիկայի մեջ նանո CeO2 ավելացնելը կարող է նվազեցնել սինթրման ջերմաստիճանը, արգելակել ցանցի աճը և բարելավել կերամիկայի խտությունը: Հազվագյուտ հողային տարրերի ավելացում, ինչպիսիք ենY2O3, CeO2, or La2O3 to ZrO2կարող է կանխել բարձր ջերմաստիճանի փուլային փոխակերպումը և ZrO2-ի փխրունությունը և ստանալ ZrO2 փուլային փոխակերպման ամրացված կերամիկական կառուցվածքային նյութեր:

Էլեկտրոնային կերամիկա (էլեկտրոնային սենսորներ, PTC նյութեր, միկրոալիքային նյութեր, կոնդենսատորներ, թերմիստորներ և այլն) պատրաստված ծայրահեղ նուրբ կամ նանոմաշտաբով CeO2, Y2O3,Nd2O3, Sm2O3և այլն բարելավվել են էլեկտրական, ջերմային և կայունության հատկությունները։

Հազվագյուտ հողի ակտիվացված ֆոտոկատալիտիկ կոմպոզիտային նյութեր ավելացնելով ջնարակի բանաձևին կարող եք պատրաստել հազվագյուտ հողային հակաբակտերիալ կերամիկա:

02. Հազվագյուտ հողային նանո բարակ թաղանթային նյութեր

 Գիտության և տեխնոլոգիայի զարգացման հետ մեկտեղ արտադրանքի կատարողականի պահանջները գնալով ավելի են խստացվում՝ պահանջելով արտադրանքի չափազանց նուրբ, չափազանց բարակ, գերբարձր խտություն և ծայրահեղ լցոնում: Ներկայումս մշակված են հազվագյուտ հողային նանո թաղանթների երեք հիմնական կատեգորիաներ. Հազվագյուտ հողային նանո ֆիլմերը նաև կարևոր դեր են խաղում տեղեկատվական արդյունաբերության, կատալիզի, էներգիայի, տրանսպորտի և կյանքի բժշկության մեջ:

Եզրակացություն

Չինաստանը հազվագյուտ հողային ռեսուրսներով խոշոր երկիր է: Հազվագյուտ հողային նանոնյութերի մշակումն ու կիրառումը հազվագյուտ հողային ռեսուրսների արդյունավետ օգտագործման նոր միջոց է: Հազվագյուտ հողերի կիրառման շրջանակն ընդլայնելու և նոր ֆունկցիոնալ նյութերի զարգացումը խթանելու համար նյութերի տեսության մեջ պետք է ստեղծվի նոր տեսական համակարգ՝ նանոմաշտաբով հետազոտական ​​կարիքները բավարարելու, հազվագյուտ հողային նանոնյութերն ավելի լավ կատարողականություն ապահովելու և առաջացնելու համար։ հնարավոր է նոր հատկություններ և գործառույթներ: